Los investigadores de la Universidad de Duke han diseñado microbios que no pueden escapar de su hogar; los que lo hacen morirán rápidamente sin proteínas protectoras producidas por sus compañeros
Apodado "swarmbots" por su capacidad de sobrevivir en una multitud, el sistema podría usarse como una protección para evitar que los organismos genéticamente modificados escapen al entorno circundante. El enfoque también podría usarse para programar de manera confiable colonias de bacterias para responder acambios en su entorno circundante, como la liberación de moléculas específicas en el momento.
El sistema se describe en línea el 29 de febrero de 2016, en Biología de sistemas moleculares .
"La seguridad siempre ha sido una preocupación al modificar bacterias para aplicaciones médicas debido al peligro de proliferación incontrolada", dijo Lingchong You, profesor asociado de ingeniería de Paul Ruffin Scarborough en la Universidad de Duke.
"Otros laboratorios han abordado este problema haciendo que las células dependan de aminoácidos no naturales para sobrevivir o introduciendo un 'interruptor de muerte' que es activado por algún químico", dijo. "El nuestro es el primer ejemplo que utiliza la supervivencia colectiva comoforma intrínseca de realizar esta salvaguardia "
En el experimento, usted y sus colegas diseñaron una cepa no patógena de E. coli para producir una sustancia química llamada AHL. También modificaron las células para que, en concentraciones suficientemente altas, AHL haga que produzcan un antídoto para los antibióticos. Cuando la población de E. coli es lo suficientemente denso, el antídoto los mantiene vivos, incluso en presencia de antibióticos que de otro modo los matarían.
Luego, los investigadores confinaron una cantidad suficientemente grande de la bacteria a una cápsula y la bañaron con antibióticos. Siempre que el E. coli permanecieron dentro de su contenedor donde su densidad era alta, todos sobrevivieron. Pero si las bacterias individuales escapaban, el antibiótico las mataba rápidamente.
Si bien este ejemplo específico no funcionaría en entornos generales sin el antibiótico presente, usted dice que los experimentos son una prueba de concepto. El concepto puede aplicarse a otros circuitos que pueden implementar la supervivencia colectiva en una o varias poblaciones.
"En general, este concepto no depende del uso de antibióticos", dijo Usted. "Hay múltiples direcciones que esperamos seguir con esta plataforma. Estamos utilizando no patógenos E. coli , pero esperamos demostrar que se puede establecer el mismo concepto con una cepa de bacterias probióticas "
"Podemos imaginar la programación de probióticos que pueden responder a los cambios en sus condiciones ambientales", dijo Shuqiang Huang, un asociado postdoctoral en el laboratorio de You. "Esa respuesta podría incluir la entrega de proteínas o productos químicos para modular el microbioma".
Otra forma de aprovechar la tecnología sería insertar una población contenida de bacterias que podrían ayudar al cuerpo a responder a los intrusos.
"Queremos programar las células para que respondan a las señales producidas por las bacterias patógenas", dijo Anna Lee, una estudiante graduada en el laboratorio de You, que planea seguir esta línea de investigación para su tesis doctoral. "Podríamos inhibir su virulencia y ataqueal mismo tiempo "
"Esta es la base", dijo You. "Una vez que hemos establecido la plataforma, tenemos la libertad de introducir las proteínas que elijamos y permitir que estas células participen en muchas aplicaciones diferentes".
Video - http://www.youtube.com/watch?v=zvaQ8s25XwE&feature=youtu.be
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Original escrito por Ken Kingery. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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